EP3810838B1 - Bespannung für eine maschine zur herstellung von faserzement-bauteilen und herstellverfahren für eine solche bespannung - Google Patents

Bespannung für eine maschine zur herstellung von faserzement-bauteilen und herstellverfahren für eine solche bespannung Download PDF

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EP3810838B1
EP3810838B1 EP19725980.7A EP19725980A EP3810838B1 EP 3810838 B1 EP3810838 B1 EP 3810838B1 EP 19725980 A EP19725980 A EP 19725980A EP 3810838 B1 EP3810838 B1 EP 3810838B1
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EP
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multifilaments
clothing
base fabric
twisting
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Uwe Köckritz
Bob Crook
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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Publication date
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    • D21F1/0027—Screen-cloths
    • D21F1/0036—Multi-layer screen-cloths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/083—Multi-layer felts

Definitions

  • the invention relates to a covering for a machine for the production of fiber cement components with a base fabric comprising MD yarns and CD yarns, at least some of the MD yarns being composed of first multifilaments of a first material and second multifilaments twisted therewith are formed from a second material, the first material having a higher tensile strength and a higher melting temperature than the second material.
  • the present invention relates to a manufacturing method for such a covering.
  • Such a covering is from the publication U.S. 2007/0155272 A1 known, the content of which is hereby fully incorporated into the present application.
  • U.S. 2007/0155272 A1 described manufacturing processes for fiber cement components, especially the Hatschek process, as well as the general structure of coverings, in particular so-called fiber cement felts, which are typically used for this manufacturing process.
  • the publication DE 42 29 546 A1 pointed out please also refer to the publication DE 42 29 546 A1 pointed out.
  • 2007/0155272 A1 for example aromatic polyamides such as aramids, polyphenylene sulfide (PPS), polyparaphenylene and Kevlar® are counted.
  • Some or all MD yarns can also be formed partially from such stretch resistant material and partially from non-stretch resistant materials. The latter will be in the U.S. 2007/0155272 A1 counted in particular the polyamides.
  • the generic covering described at the outset is characterized in that the MD yarns are heat-treated at a temperature that lies between the melting temperature of the second material and the melting temperature of the first material, so that the at least partially melted second material forms a matrix after cooling, in which the first multifilaments made of the first material are embedded.
  • a composite material is created that also allows using less expensive materials than those used in the U.S. 2007/0155272 A1 are described as stretch resistant materials to produce yarns that have high tenacity and low elongation at break.
  • the second material can have been completely melted during the heat treatment. However, this is not absolutely mandatory; it is sufficient that it is only partially melted, as long as it can at least partially create a bond between the non-melted multifilaments made of the first material after cooling and solidifying.
  • the MD yarns are produced in a two-stage twisting process, with first multifilaments and second multifilaments in a first Direction of rotation have been pre-twisted together and then several of the resulting rovings have been end-twisted together in a second, opposite the first direction of rotation. Twisting generally increases the tensile or tear strength of the yarns formed from it. This effect can be increased even further by the two-stage process. Since the roving already includes first and second multifilaments, it can be ensured that melted material from the second multifilaments can reliably reach the first multifilaments in order to connect them to one another.
  • twisting has the advantage that the tensile or tearing strength of the yarns formed from it is increased, it has been found in tests that it is advantageous with regard to the elongation of the MD yarns and the fabric formed from them if the degree of twisting is kept very low.
  • the unit "tpi" known to a person skilled in the field of clothing and weaving technology stands for "twists per inch” or "turns per inch”, ie revolutions per inch, which can be converted into revolutions per meter.
  • the fineness of the threads of the first multifilaments and/or the second multifilaments can be selected such that it is no more than 2400 tex, preferably no more than 2300 tex, more preferably no more than 2200 tex.
  • the unit "tex" stands for the thread weight per length. According to ISO 1144 and DIN 60905, 1tex corresponds to the weight in grams of a thread that is 1000 meters long. The finer the multifilaments in the starting material for the MD yarns, the greater the tensile load that the MD yarns made from these multifilaments can withstand.
  • Multifilaments can be stretched more than thicker multifilaments, which has a positive effect on the tensile strength of the material, and on the other hand, with an essentially identical outer circumference of the MD yarn, the effectively usable cross-sectional area for the transmission of tensile forces can be increased when using finer multifilaments compared to fewer and thicker multifilaments be enlarged.
  • the first material is polyamide (PA) and the second material is polypropylene (PP).
  • PA polyamide
  • PP polypropylene
  • this relatively inexpensive material can be used according to the present invention as the first material, ie as the material that has the higher tensile strength and higher melting temperature in the composite material.
  • Polypropylene (PP) typically melts at a temperature between 160°C and 165°C, whereas polyamides (PA) can have much higher melting temperatures.
  • the melting point of PA6.6 is around 260°C.
  • a temperature in the range from 185° C. to 190° C. can be selected for the heat treatment step.
  • Those MD yarns in the basic structure of the clothing which are formed from first and second multifilaments, can make up a proportion of 10% by weight to 30% by weight, preferably from 15% by weight to 25% by weight, have on the first material. If all multifilaments of such an MD yarn, in particular both the first multifilaments and the second multifilaments, have the same fineness (measured in tex), the percentage weight corresponds to the percentage number of individual threads of the first multifilament to the total number of individual threads in the starting material of the MD yarn.
  • the CD yarns interwoven with the MD yarns in the base fabric can be monofilaments.
  • the base fabric is a double layer fabric comprising two systems of MD yarns and one system of CD yarns.
  • the base fabric is a double layer fabric comprising two systems of MD yarns and one system of CD yarns.
  • two MD yarns with a much smaller diameter can be used, whereby two MD yarns can be arranged in pairs one above the other in the fabric. In this way, more even drainage through the fabric can be achieved.
  • another fabric can be arranged on the side of the base fabric facing the fiber cement components to be manufactured, the CD yarns of which have a smaller diameter than the CD yarns of the base fabric and/or the MD yarns of which have a smaller diameter than the MD - Have yarns of the base fabric.
  • the high tensile forces that act during operation of the machine for the production of fiber cement components can be primarily absorbed by the base fabric, while the additional fabric has the function of providing a finer surface for the fiber cement components to be manufactured, through which a more even drainage can take place.
  • the further fabric may have a higher density of CD yarns and/or MD yarns compared to the base fabric. This further reduces the risk of markings.
  • the covering In order to increase the water absorbency of the covering, it can be provided with a layer of staple fibers on one or both outsides.
  • the “outside” is to be understood as meaning the side of the covering that faces the fiber cement components to be produced or the side of the covering that is opposite this side and faces away from the fiber cement components to be produced.
  • the attachment to the base fabric can be done, for example, by needling.
  • a further aspect of the present invention relates to a manufacturing method for the clothing described above, the advantages that have been described with regard to the clothing as such also apply to the method according to the invention and vice versa.
  • the present invention thus also relates to a method for producing a covering which is used as intended in a machine for producing fiber cement components and which has a base fabric with MD yarns and CD yarns, the method comprising the steps of: twisting first multifilaments of a first material and second multifilaments of a second material to form at least some of the MD yarns, the first material having a higher has tensile strength and a higher melting temperature than the second material; and heat treating the MD yarns at a temperature between the melting temperature of the second material and the melting temperature of the first material, so that the at least partially melted second material forms a matrix after cooling, in which the second multifilaments of the second material are embedded are.
  • the MD yarns are interwoven with CD yarns to create the base fabric.
  • a process step can be saved, since a heat treatment of the woven base fabric is usually carried out anyway in order to fix the crimps between MD yarns and CD yarns that occur during weaving and thus counteract later stretching.
  • it is important to choose the temperature for the heat treatment so that it is between the melting temperature of the second material and the melting temperature of the first material. It is possible to carry out the heat treatment step only on the base fabric or on the otherwise already essentially finished fabric, ie after the base fabric has been provided with any further fabric and one or more staple fiber layers.
  • the twisting step preferably comprises two partial steps, namely: pre-twisting of first multifilaments with second multifilaments in a first direction of rotation and final twisting of a plurality of pre-twists produced in this way in a second direction of rotation opposite to the first.
  • the two opposite directions of rotation are usually also described as the S-direction or Z-direction.
  • the degree of twisting is preferably chosen to be low for the reasons described above.
  • FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view through a portion of the fabric 10 according to the invention for a machine for the production of fiber cement components before the heat treatment step.
  • An essential component of the covering 10 is a base fabric 12, which is formed from interwoven MD yarns 14 and CD yarns 16.
  • MD yarns 14 are yarns that essentially extend in the machine direction of the clothing 10, ie in the running direction of the clothing 10 when used as intended.
  • CD yarns 16, on the other hand are to be understood as meaning yarns which extend essentially in the cross-machine direction of the clothing 10, ie transversely to the running direction of the clothing 10 when used as intended.
  • the base fabric 12 can be woven either round or flat. In the latter case, longitudinal ends of the base fabric 12 are joined together at a seam portion to make the base fabric 12 endless.
  • the MD yarns 14 correspond to the warp yarns and the CD yarns 16 to the weft yarns on the loom.
  • the MD yarns 14 each consist of a plurality of rovings 14.1.
  • six rovings 14.1 are shown per MD yarn 14.
  • the MD yarns 14 can also include a different number of rovings 14.1, in particular fewer rovings 14.1, such as five or even only four rovings 14.1.
  • each roving 14.1 consists of bundles of first multifilaments and second multifilaments, which are twisted together to form the roving 14.1. The individual bundles are preferably already twisted in order to be able to handle them more easily in production.
  • the material of the first multifilaments differs from the material of the second multifilaments in particular in that it has a higher tensile strength and a higher melting point.
  • the first material is polyamide (PA) and the second material is polypropylene (PP).
  • the first multifilaments and the second multifilaments are twisted together in a first direction of rotation to form the rovings 14.1.
  • the rovings 14.1 thus formed are then end-twisted together in a second direction of rotation, opposite the first direction of rotation, to form the MD yarn 14.
  • the low twist rates prevent excessive stretching of the MD yarns 14 when loaded in tension. Although twisting increases the breaking strength of MD yarns, which is why the twist rate should not be zero, too high a twist rate is negative with regard to the stretch behavior of the MD yarn.
  • all of the individual threads of the first and second multifilaments can have a fineness of 1991 tex.
  • the MD yarns 14 of the base fabric 12 can be produced alternatively by adding three bundles of second multifilaments each with 1260 individual fibers made of polyamide (PA) and one bundle of first multifilaments each with 600 individual fibers made of polypropylene (PP).
  • all of the individual threads of the first and second multifilaments can have a fineness of 2103 tex.
  • all of the individual threads of the first and second multifilaments can have a fineness of 2167 tex.
  • the base fabric 12 is shown as a single ply fabric, it may be a double ply fabric. With regard to dewatering, tests have shown it to be particularly advantageous if the base fabric 12 is a double-layer fabric with a two-system of MD yarns 13 and a system of CD-yarns 16 .
  • the covering 10 can also comprise a further fabric 18 .
  • this fabric consists of MD yarns 20 and CD yarns 22 woven together, preferably by a plain weave.
  • the MD yarns 20 and CD yarns 22 of the further fabric are noticeably smaller in diameter than the MD yarns 14 and CD -Yarns 16 of the base fabric up.
  • the main function of the additional fabric 18 is to support the fiber cement components formed on it over as large an area as possible and to ensure that drainage is as uniform as possible.
  • an upper layer of staple fibers 24 can also be arranged on the outside of the covering 10 facing the fiber cement components to be formed (above in figure 1 ).
  • a lower layer of staple fibers 26 may be arranged on the fiber cement components to be formed facing away from the outside of the covering 10 (below in figure 1 ).
  • the two layers of staple fibers 24, 26 can be connected to the base fabric 12 and/or the further fabric 18, for example by needling. They serve to support drainage in the manufacturing process of the fiber cement components.
  • FIG figure 3 shows the same schematic cross-sectional view as FIG figure 1 , except that in this view the heat treatment of the MD yarns 14 of the base fabric 12 has already occurred.
  • the heat treatment was carried out at a temperature that is above the melting temperature of the second material of the second multifilaments, i.e. above the melting temperature of polypropylene (PP), but below the melting temperature of the first material of the first multifilaments, i.e. below the melting temperature of polyamide (PA ).
  • the heat treatment may have been carried out at a temperature of 190°C. The consequence of this is that the second material melts at least partially and then, when it solidifies, forms a matrix in which the first multifilaments made of the first material, which is not melted, are embedded.
  • a composite material is thus achieved which, despite the use of relatively inexpensive starting materials, allows only relatively small elongations.
  • the term "forming a matrix" is to be understood broadly in this context. It can of course be the case that the first multifilaments are completely surrounded by the melted second material. However, this is not absolutely necessary. It is usually sufficient if the second material becomes so soft in the heat treatment step that it acts as an adhesive in order to at least partially connect the first multifilaments to one another.

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Description

  • Die Erfindung betrifft nach einem ersten Aspekt eine Bespannung für eine Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen mit einem MD-Garne und CD-Garne umfassenden Grundgewebe, wobei wenigstens einige der MD-Garne aus ersten Multifilamenten aus einem ersten Material und aus damit verzwirnten zweiten Multifilamenten aus einem zweiten Material gebildet sind, wobei das erste Material eine höhere Zugfestigkeit und eine höherer Schmelztemperatur als das zweite Material aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Herstellverfahren für eine solche Bespannung.
  • Eine derartige Bespannung ist aus der Druckschrift US 2007/0155272 A1 bekannt, deren Inhalt hiermit vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Insbesondere wird Bezug genommen auf die in der US 2007/0155272 A1 beschriebenen Herstellverfahren von Faserzement-Bauteilen, vor allem auf das Hatschek-Verfahren, sowie auf den generellen Aufbau von Bespannungen, insbesondere von so genannten Faserzement-Filzen, die für diese Herstellverfahren typischer Weise verwendet werden. Der Vollständigkeit halber sei zudem auch noch auf die Druckschrift DE 42 29 546 A1 hingewiesen.
  • Konkret lehrt die US 2007/0155272 A1 , als MD-Garne eines Grundgewebes für die Bespannung, d.h. als Garne, die sich in Maschinenrichtung der fertigen Bespannung erstrecken, teilweise Garne zu verwenden, die streckresistent sind. Als "streckresistent" werden dabei in der US 2007/0155272 A1 Garne bezeichnet, deren Material eine geringe Bruchdehnung aufweist, nämlich zum Beispiel eine Bruchdehnung von 1 bis 4% bei einer Feinheitsfestigkeit von etwa 150 cN/tex des Garns oder eine Bruchdehnung von 5 bis 7% bei einer Feinheitsfestigkeit von etwa 80 cN/tex des verzwirnten Materials. Zu den streckresistenten Materialien werden in der US 2007/0155272 A1 zum Beispiel aromatisch Polyamide, wie Aramide, Polyphenylensulfid (PPS), Polyparaphenylen und Kevlar® gezählt. Einige oder alle MD-Garne können auch teilweise aus einem solchen streckresistenten Material und teilweise aus nicht-streckresistenten Materialien gebildet sein. Zu letzteren werden in der US 2007/0155272 A1 insbesondere die Polyamide gezählt.
  • Zwar erlaubt die Verwendung solcher streckresistenten Materialien als MD-Garne in der Bespannung die hohen Kräfte, die im Betrieb einer Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen auf die Bespannung wirken, zuverlässig aufzunehmen, ohne dass sich die Bespannung unzulässig dehnt, jedoch sind diese Materialien und somit die daraus hergestellten Garne sehr teuer.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bespannung für eine Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen bereitzustellen, welche kostengünstiger als die in der US 2007/0155272 A1 beschriebene Bespannung hergestellt werden kann, trotzdem aber nur akzeptable Dehnungen zulässt.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeichnet sich die eingangs beschriebene, gattungsgemäße Bespannung dadurch aus, dass die MD-Garne bei einer Temperatur wärmebehandelt sind, die zwischen der Schmelztemperatur des zweiten Materials und der Schmelztemperatur des ersten Materials liegt, so dass das zumindest teilweise aufgeschmolzene zweite Material nach dem Abkühlen eine Matrix bildet, in der die ersten Multifilamente aus dem ersten Material eingebettet sind. Auf diese Weise wird ein Verbundwerkstoff geschaffen, der es erlaubt, auch mit weniger kostspieligen Materialien als jene, die in der US 2007/0155272 A1 als streckresistente Materialien beschriebenen sind, Garne herzustellen, die eine hohe Zugfestigkeit und eine geringe Bruchdehnung aufweisen. Bei der Wärmebehandlung kann das zweite Material vollständig aufgeschmolzen worden sein. Dies ist jedoch nicht unbedingt zwingend; es reicht aus, dass es nur teilweise aufgeschmolzen wird, solange es nach dem Abkühlen und Erstarren zumindest teilweise einen Verbund zwischen den nicht angeschmolzenen Multifilamenten aus dem ersten Material schaffen kann.
  • Vorzugsweise sind die MD-Garne in einem zweistufigen Zwirnverfahren hergestellt, wobei zunächst erste Multifilamente und zweite Multifilamente in einer ersten Drehrichtung miteinander vorverzwirnt worden sind und anschließend mehrere der auf diese Weise entstandenen Vorzwirne in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Drehrichtung miteinander endverzwirnt worden sind. Durch das Verzwirnen steigt allgemein die Zug- bzw. Reißfestigkeit der daraus gebildeten Garne. Durch das zweistufige Verfahren kann dieser Effekt sogar noch weiter gesteigert werden. Indem bereits der Vorzwirn erste und zweite Multifilamente umfasst, kann sichergestellt werden, dass aufgeschmolzenes Material aus den zweiten Multifilamenten zuverlässig zu den ersten Multifilamenten gelangen kann, um diese miteinander zu verbinden.
  • Obwohl das Verzwirnen den Vorteil hat, dass die Zug- bzw. Reißfestigkeit der daraus gebildeten Garne erhöht wird, hat es sich in Versuchen herausgestellt, dass es im Hinblick auf die Dehnung der MD-Garne und der daraus gebildeten Bespannung von Vorteil ist, wenn der Grad an Verzwirnung sehr gering gehalten wird. Deshalb wird vorgeschlagen, dass die erste Stufe des Zwirnverfahrens mit nicht mehr als 236,22 Umdrehungen pro Meter (=6,0tpi), vorzugsweise nicht mehr als 196,85 Umdrehungen pro Meter (=5,0tpi), weiter bevorzugt mit nicht mehr als 157,48 Umdrehungen pro Meter (=4,0tpi) erfolgt bzw. erfolgt ist und/oder dass die zweite Stufe des Zwirnverfahrens mit nicht mehr als 118,11 Umdrehungen pro Meter (=3,0tpi), weiter bevorzugt nicht mehr als 98,43 Umdrehungen pro Meter (=2,5tpi), noch weiter bevorzugt nicht mehr als 78,74 Umdrehungen pro Meter (=2,0tpi) erfolgt bzw. erfolgt ist. Die einem Fachmann auf dem Gebiet der Bespannungen und der Webtechnik bekannte Einheit "tpi" steht dabei für "twists per inch" oder "turns per inch", also Umdrehungen pro Zoll, was sich in Umdrehungen pro Meter umrechnen lässt.
  • Die Feinheit der Fäden der ersten Multifilamente und/oder der zweiten Multifilamente kann so gewählt sein, dass sie nicht mehr als 2400tex, vorzugsweise nicht mehr als 2300tex, weiter bevorzugt nicht mehr als 2200tex beträgt. Die Maßeinheit "tex" steht dabei für das Fadengewicht pro Länge. Gemäß ISO 1144 und DIN 60905 entspricht 1tex dem Gewicht in Gramm, welches ein Faden mit einer Länge von 1000 Metern aufweist. Je feiner die Multifilamente im Ausgangsmaterial für die MD-Garne sind, desto größer die Zugbelastung, die die aus diesen Multifilamenten hergestellten MD-Garne aushalten können. Zum einen können nämlich feinere Multifilamente höher verstreckt werden als dickere Multifilamente, was sich positiv auf die Zugfestigkeit des Materials auswirkt, und zum anderen kann bei im Wesentlichen identischen Außenumfang des MD-Garns die effektiv nutzbare Querschnittfläche für die Übertragung von Zugkräften bei der Verwendung feinerer Multifilamente gegenüber weniger und dickerer Multifilamente vergrößert werden.
  • Akzeptable Ergebnisse hinsichtlich der Dehnung der MD-Garne bei gleichzeitig geringen Materialkosten kann man insbesondere erzielen, wenn das erste Material Polyamid (PA) und das zweite Material Polypropylen (PP) ist. Während in der Druckschrift US 2007/0155272 A1 Polyamide explizit zu den nicht-streckresistenten Materialien gezählt werden, kann dieses verhältnismäßig kostengünstige Material gemäß der vorliegenden Erfindung als erstes Material verwendet werden, also als das Material, dass in dem Verbundwerkstoff die höhere Zugfestigkeit und höhere Schmelztemperatur aufweist. Polypropylen (PP) schmilzt typischer Weise bei einer Temperatur zwischen 160°C und 165°C, wohingegen Polyamide (PA) wesentlich höhere Schmelztemperaturen aufweisen können. Zum Beispiel liegt die Schmelztemperatur von PA6.6 bei rund 260°C. Insofern kann für den Schritt der Wärmebehandlung zum Beispiel eine Temperatur im Bereich von 185°C bis 190°C gewählt werden.
  • Diejenigen MD-Garne in der Grundstruktur der Bespannung, die aus ersten und zweiten Multifilamenten gebildet sind, können dabei einen Anteil von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 15 Gew.-% bis 25 Gew.-%, an dem ersten Material aufweisen. Sofern alle Multifilamente eines solchen MD-Garns, insbesondere sowohl die ersten Multifilamente als auch die zweiten Multifilamente, dieselbe Feinheit (gemessen in tex) aufweisen, korrespondiert die prozentuale Gewichtsangabe mit der prozentualen Anzahl der Einzelfäden der ersten Multifilamente zu der Gesamtanzahl an Einzelfäden im Ausgangsmaterial des MD-Garns.
  • Die im Grundgewebe mit den MD-Garnen verwobenen CD-Garne können Monofilamente sein.
  • Vorzugsweise ist das Grundgewebe ein doppellagiges Gewebe, welches zwei Systeme von MD-Garnen und ein System von CD-Garnen umfasst. So können anstelle eines MD-Garns mit einem relativ großen Durchmesser zum Beispiel vier MD-Garne mit einem wesentlich kleineren Durchmesser verwendet werden, wobei jeweils zwei MD-Garne paarweise übereinander im Gewebe angeordnet sein können. Auf diese Weise lässt sich eine gleichmäßigere Entwässerung durch die Bespannung hindurch erzielen.
  • So wie dies bereits in der Druckschrift US 2007/0155272 A1 beschrieben ist, kann auf der den zu fertigenden Faserzement-Bauteilen zugewandten Seite des Grundgewebes ein weiteres Gewebe angeordnet sein, dessen CD-Garne einen kleineren Durchmesser als die CD-Garne des Grundgewebes aufweisen und/oder dessen MD-Garne einen kleineren Durchmesser als die MD-Garne des Grundgewebes aufweisen. Hierdurch können die hohen Zugkräfte, die im Betrieb der Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen wirken, primär von dem Grundgewebe aufgenommen werden, während das weitere Gewebe die Funktion hat, eine feinere Oberfläche für die zu fertigenden Faserzement-Bauteile bereitzustellen, durch welche hindurch eine gleichmäßigere Entwässerung erfolgen kann. Das weitere Gewebe kann eine höhere Dichte von CD-Garnen und/oder MD-Garnen aufweisen im Vergleich zu dem Grundgewebe. Hierdurch wird das Risiko von Markierungen weiter reduziert.
  • Um die Wasser-Aufnahmefähigkeit der Bespannung zu erhöhen, kann diese auf einer Außenseite oder auf beiden Außenseiten mit einer Lage von Stapelfasern versehen sein. Als "Außenseite" ist dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung die den zu fertigenden Faserzement-Bauteilen zugewandte Seite der Bespannung bzw. die dieser Seite gegenüberliegende, den zu fertigenden Faserzement-Bauteilen abgewandte Seite zu Bespannung zu verstehen. Die Befestigung an dem Grundgewebe kann zum Beispiel durch Vernadeln erfolgen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für die zuvor beschriebene Bespannung, wobei die Vorteile, die im Hinblick auf die Bespannung als solche beschrieben wurden, auch für das erfindungsgemäße Verfahren zutreffen und vice versa.
  • Somit betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Bespannung, die im bestimmungsgemäßen Einsatz in einer Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen verwendet wird und die ein Grundgewebe mit MD-Garnen und CD-Garnen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verzwirnen von ersten Multifilamenten aus einem ersten Material und zweiten Multifilamenten aus einem zweiten Material, um wenigstens einige der MD-Garne zu bilden, wobei das erste Material eine höhere Zugfestigkeit und eine höherer Schmelztemperatur als das zweite Material aufweist; und Wärmebehandeln der MD-Garne bei einer Temperatur, die zwischen der Schmelztemperatur des zweiten Materials und der Schmelztemperatur des ersten Materials liegt, so dass das zumindest teilweise aufgeschmolzene zweite Material nach dem Abkühlen eine Matrix bildet, in der die zweiten Multifilamente aus dem zweiten Material eingebettet sind.
  • Vorzugsweise werden vor dem Schritt der Wärmebehandlung die MD-Garne mit CD-Garnen zur Erstellung des Grundgewebes verwoben. Auf diese Weise kann ein Verfahrensschritt gespart werden, da eine Wärmebehandlung des gewobenen Grundgewebes in der Regel ohnehin durchgeführt wird, um die beim Weben entstehenden Kröpfungen zwischen MD-Garnen und CD-Garnen zu fixieren und somit einer späteren Dehnung entgegenzuwirken. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es jedoch von Bedeutung, die Temperatur für die Wärmebehandlung so zu wählen, dass sie zwischen der Schmelztemperatur des zweiten Materials und der Schmelztemperatur des ersten Materials liegt. Es ist möglich, den Schritt der Wärmebehandlung nur an dem Grundgewebe vorzunehmen oder aber an der ansonsten bereits im Wesentlichen fertig hergestellten Bespannung, also nachdem das Grundgewebe mit einem etwaigen weiteren Gewebe und einer oder mehreren Stapelfaserschichten versehen worden ist.
  • Vorzugsweise umfasst der Schritt des Verzwirnens zwei Teilschritte, nämlich: Vorverzwirnen von ersten Multifilamenten mit zweiten Multifilamenten in einer ersten Drehrichtung und Endverzwirnen mehrerer auf diese Weise entstandener Vorzwirne in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Drehrichtung. Die beiden entgegengesetzten Drehrichtungen werden üblicher Weise auch als S-Richtung bzw. Z-Richtung beschrieben. Der Grad der Verzwirnung wird dabei vorzugsweise aus den zuvor beschriebenen Gründen gering gewählt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Querschnittsansicht durch einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Bespannung vor dem Schritt der Wärmebehandlung;
    Figur 2
    einen vergrößerten Abschnitt eines erste und zweite Multifilamente umfassenden Vorzwirns;
    Figur 3
    eine Querschnittsansicht wie in Figur 1, jedoch nach dem Schritt der Wärmebehandlung.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Bespannung 10 für eine Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen vor dem Schritt der Wärmebehandlung. Wesentlicher Bestandteil der Bespannung 10 ist ein Grundgewebe 12, welches aus miteinander verwobenen MD-Garnen 14 und CD-Garnen 16 gebildet ist. Unter MD-Garnen 14 sind dabei Garne zu verstehen, die sich im Wesentlichen in Maschinenrichtung der Bespannung 10 erstrecken, d.h. in Laufrichtung der Bespannung 10 bei bestimmungsgemäßer Verwendung. Unter CD-Garnen 16 sind hingegen Garne zu verstehen, die sich im Wesentlichen in Maschinenquerrichtung der Bespannung 10 erstrecken, d.h. quer zur Laufrichtung der Bespannung 10 bei bestimmungsgemäßer Verwendung. Das Grundgewebe 12 kann wahlweise rund oder flach gewoben sein. Im letzteren Fall werden Längsenden des Grundgewebes 12 in einem Nahtbereich miteinander verbunden, um das Grundgewebe 12 endlos zu machen. Dabei entsprechen die MD-Garne 14 den Kettfäden und die CD-Garne 16 den Schussfäden auf dem Webstuhl.
  • Wie in Figur 1 gut zu erkennen ist, bestehen die MD-Garne 14 jeweils aus einer Mehrzahl von Vorzwirnen 14.1. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind pro MD-Garn 14 jeweils sechs Vorzwirne 14.1 gezeigt. Allerdings können die MD-Garne 14 auch eine andere Anzahl an Vorzwirnen 14.1 umfassen, insbesondere weniger Vorzwirne 14.1, wie zum Beispiel fünf oder sogar nur vier Vorzwirne 14.1. Wie in Figur 2 angedeutet besteht jeder Vorzwirn 14.1 aus Bündeln von ersten Multifilamenten und zweiten Multifilamenten, die miteinander zur Bildung des Vorzwirns 14.1 verzwirnt sind. Vorzugsweise sind die einzelnen Bündel in sich auch bereits verzwirnt, um diese leichter in der Fertigung handhaben zu können.
  • Allerdings sollte auch hier bevorzugt eine geringe Zwirnrate vorliegen. Das Material der ersten Multifilamente unterscheidet sich von dem Material der zweiten Multifilamente insbesondere dadurch, dass es eine höhere Zugfestigkeit und eine höhere Schmelztemperatur aufweist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das erste Material Polyamid (PA) und das zweite Material Polypropylen (PP).
  • Zunächst werden die ersten Multifilamente und die zweiten Multifilamente zur Bildung der Vorzwirne 14.1 in einer ersten Drehrichtung miteinander verzwirnt. Vorzugsweise erfolgt dieser Schritt mit einer verhältnismäßig geringen Zwirnrate von nicht mehr als 236,22 Umdrehungen pro Meter (=6,0tpi). Anschließend werden die so gebildeten Vorzwirne 14.1 in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung zur Bildung des MD-Garns 14 miteinander endverzwirnt. Vorzugsweise erfolgt dieser Schritt gegenüber dem ersten Schritt mit einer noch geringeren Zwirnrate von nicht mehr als 118,11 Umdrehungen pro Meter (=3,0tpi). Die geringen Zwirnraten verhindern eine übermäßige Dehnung der MD-Garne 14, wenn diese auf Zug belastet werden. Zwar erhöht das Verzwirnen die Reißfestigkeit der MD-Garne, weshalb die Zwirnrate nicht Null sein sollte, jedoch ist eine zu große Zwirnrate negativ hinsichtlich des Dehnverhaltens des MD-Garns.
  • In einem konkreten Ausführungsbeispiel können die MD-Garne 14 des Grundgewebes 12 hergestellt werden bzw. sein, indem vier Bündel von zweiten Multifilamenten á 630 Einzelfasern aus Polyamid (PA) und ein Bündel von ersten Multifilamenten á 600 Einzelfasern aus Polypropylen (PP) zu einen Vorzwirn 14.1 mit einer Zwirnrate von 196,85 Umdrehungen pro Meter (=5,0tpi) in einer ersten Drehrichtung miteinander verzwirnt werden und dann fünf solcher Vorzwirne 14.1 in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung mit einer Zwirnrate von 98,43 Umdrehungen pro Meter (=2,5tpi) miteinander verzwirnt werden. In diesem Ausführungsbeispiel können alle Einzelfäden der ersten und zweiten Multifilamente eine Feinheit von 1991tex aufweisen.
  • In einem weiteren konkreten Ausführungsbeispiel können die MD-Garne 14 des Grundgewebes 12 alternativ hergestellt werden bzw. sein, indem drei Bündel von zweiten Multifilamenten á 1260 Einzelfasern aus Polyamid (PA) und ein Bündel von ersten Multifilamenten á 600 Einzelfasern aus Polypropylen (PP) zu einen Vorzwirn 14.1 mit einer Zwirnrate von 128,74 Umdrehungen pro Meter (=3,27tpi) in einer ersten Drehrichtung miteinander verzwirnt werden und dann vier solcher Vorzwirne 14.1 in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung mit einer Zwirnrate von 70,87 Umdrehungen pro Meter (=1,8tpi) miteinander verzwirnt werden. In diesem Ausführungsbeispiel können alle Einzelfäden der ersten und zweiten Multifilamente eine Feinheit von 2103tex aufweisen.
  • In einem noch weiteren konkreten Ausführungsbeispiel können die MD-Garne 14 des Grundgewebes 12 alternativ hergestellt werden bzw. sein, indem zwei Bündel von zweiten Multifilamenten á 1890 Einzelfasern aus Polyamid (PA) und ein Bündel von ersten Multifilamenten á 846 Einzelfasern aus Polypropylen (PP) zu einen Vorzwirn 14.1 mit einer Zwirnrate von 149,61 Umdrehungen pro Meter (=3,8tpi) in einer ersten Drehrichtung miteinander verzwirnt werden und dann vier solcher Vorzwirne 14.1 in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung mit einer Zwirnrate von 90,55 Umdrehungen pro Meter (=2,3tpi) miteinander verzwirnt werden. In diesem Ausführungsbeispiel können alle Einzelfäden der ersten und zweiten Multifilamente eine Feinheit von 2167tex aufweisen.
  • In Figur 1 ist das Grundgewebe 12 zwar als einlagiges Gewebe dargestellt, doch kann es auch ein doppellagiges Gewebe sein. Hinsichtlich der Entwässerung hat es sich in Versuchen als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Grundgewebe 12 ein doppellagiges Gewebe mit ein zwei System von MD-Garnen 13 und einem System von CD-Garnen 16 ist.
  • Wie in Figur 1 weiterhin zu erkennen ist, kann die Bespannung 10 ferner ein weiteres Gewebe 18 umfassen. Auch dieses Gewebe besteht aus miteinander, vorzugsweise durch Leinwandbindung, verwobenen MD-Garnen 20 und CD-Garnen 22. Die MD-Garne 20 und die CD-Garne 22 des weiteren Gewebes weisen jedoch einen merklich kleineren Durchmesser als die MD-Garne 14 und CD-Garne 16 des Grundgewebes auf. Die Hauptfunktion des weiteren Gewebes 18 besteht darin, die sich auf ihr bildenden Faserzement-Bauteile möglichst flächig zu unterstützen und für eine möglichst gleichmäßige Entwässerung zu sorgen. Auf der den zu bildenden Faserzement-Bauteilen zugewandte Außenseite der Bespannung 10 (oben in Figur 1) kann zudem noch eine obere Lage von Stapelfasern 24 angeordnet sein. Ebenso kann an der den zu bildenden Faserzement-Bauteilen abgewandte Außenseite der Bespannung 10 (unten in Figur 1) eine untere Lage von Stapelfasern 26 angeordnet sein. Die beiden Lagen von Stapelfasern 24, 26 können zum Beispiel durch Vernadeln mit dem Grundgewebe 12 und/oder dem weiteren Gewebe 18 verbunden sein. Sie dienen dazu, die Entwässerung im Herstellungsprozess der Faserzement-Bauteile zu unterstützen.
  • Figur 3 zeigt dieselbe schematisch Querschnittsansicht wie Figur 1, jedoch mit dem Unterschied, dass bei dieser Ansicht die Wärmebehandlung der MD-Garne 14 des Grundgewebes 12 bereits erfolgt ist. Dabei wurde die Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt, die über der Schmelztemperatur des zweiten Materials der zweiten Multifilamente liegt, d.h. über der Schmelztemperatur von Polypropylen (PP), jedoch unter der Schmelztemperatur des ersten Materials der ersten Multifilamente, d.h. unter der Schmelztemperatur von Polyamid (PA). So kann die Wärmebehandlung zum Beispiel bei einer Temperatur von 190°C durchgeführt worden sein. Dies hat zur Folge, dass das zweite Material zumindest teilweise aufschmilzt und dann beim Erstarren eine Matrix bildet, in der die ersten Multifilamente aus dem ersten Material, welches nicht aufgeschmolzen ist, eingebettet sind. Somit wird ein Verbundwerkstoff erzielt, der trotz der Verwendung von relativ günstigen Ausgangsmaterialien nur relativ geringe Dehnungen zulässt. Der Begriff "eine Matrix bilden" ist in diesem Zusammenhang breit zu verstehen. Es kann natürlich sein, dass die ersten Multifilamente vollständig von dem aufgeschmolzenen zweiten Material umschlossen werden. Jedoch ist dies nicht zwingend notwendig. Es reicht in der Regel aus, wenn das zweite Material im Schritt der Wärmebehandlung so weich wird, dass er als Kleber wirkt, um die ersten Multifilamente zumindest teilweise miteinander zu verbinden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 10
    Bespannung
    12
    Grundgewebe
    14
    MD-Garn (des Grundgewebes)
    14.1
    Vorzwirn
    16
    CD-Garn (des Grundgewebes)
    18
    weiteres Gewebe
    20
    MD-Garn (des weiteren Gewebes)
    22
    CD-Garn (des weiteren Gewebes)
    24
    obere Lage von Stapelfasern
    26
    untere Lage von Stapelfasern

Claims (13)

  1. Bespannung (10) für eine Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen mit einem MD-Garne (14) und CD-Garne (16) umfassenden Grundgewebe (12), wobei wenigstens einige der MD-Garne (14) aus ersten Multifilamenten aus einem ersten Material und aus damit verzwirnten zweiten Multifilamenten aus einem zweiten Material gebildet sind, wobei das erste Material eine höhere Zugfestigkeit und eine höherer Schmelztemperatur als das zweite Material aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die MD-Garne (14) bei einer Temperatur wärmebehandelt sind, die zwischen der Schmelztemperatur des zweiten Materials und der Schmelztemperatur des ersten Materials liegt, so dass das zumindest teilweise aufgeschmolzene zweite Material nach dem Abkühlen eine Matrix bildet, in der die ersten Multifilamente aus dem ersten Material eingebettet sind.
  2. Bespannung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die MD-Garne (14) in einem zweistufigen Zwirnverfahren hergestellt sind, wobei zunächst erste Multifilamente und zweite Multifilamente in einer ersten Drehrichtung miteinander vorverzwirnt worden sind und anschließend mehrere der auf diese Weise entstandenen Vorzwirne (14.1) in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Drehrichtung miteinander endverzwirnt worden sind.
  3. Bespannung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stufe des Zwirnverfahrens mit nicht mehr als 236,22 Umdrehungen pro Meter (=6,0tpi), vorzugsweise nicht mehr als 196,85 Umdrehungen pro Meter (=5,0tpi), weiter bevorzugt mit nicht mehr als 157,48 Umdrehungen pro Meter (=4,0tpi) erfolgt ist und/oder dass die zweite Stufe des Zwirnverfahrens mit nicht mehr als 118,11 Umdrehungen pro Meter (=3,0tpi), weiter bevorzugt nicht mehr als 98,43 Umdrehungen pro Meter (=2,5tpi), noch weiter bevorzugt nicht mehr als 78,74 Umdrehungen pro Meter (=2,0tpi) erfolgt ist.
  4. Bespannung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinheit der Fäden der ersten Multifilamente und/oder der zweiten Multifilamente nicht mehr als 2400tex, vorzugsweise nicht mehr als 2300tex, weiter bevorzugt nicht mehr als 2200tex beträgt.
  5. Bespannung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material Polyamid (PA) und das zweite Material Polypropylen (PP) ist.
  6. Bespannung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MD-Garne (14), die aus ersten und zweiten Multifilamenten gebildet sind, einen Anteil von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 15 Gew.-% bis 25 Gew.-%, an dem ersten Material aufweisen.
  7. Bespannung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Grundgewebe (12) mit den MD-Garnen (14) verwobenen CD-Garne (16) Monofilamente sind.
  8. Bespannung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgewebe (12) ein doppellagiges Gewebe ist, welches zwei Systeme von MD-Garnen (14) und ein System von CD-Garnen (16) umfasst.
  9. Bespannung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den zu fertigenden Faserzement-Bauteilen zugewandten Seite des Grundgewebes (12) ein weiteres Gewebe (18) angeordnet ist, dessen CD-Garne (22) einen kleineren Durchmesser als die CD-Garne (16) des Grundgewebes (12) aufweisen und/oder dessen MD-Garne (20) einen kleineren Durchmesser als die MD-Garne (14) des Grundgewebes (12) aufweisen.
  10. Bespannung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannung (10) auf einer Außenseite oder auf beiden Außenseiten mit einer Lage von Stapelfasern (24, 26) versehen ist.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Bespannung (10), die im bestimmungsgemäßen Einsatz in einer Maschine zur Herstellung von Faserzement-Bauteilen verwendet wird und die ein Grundgewebe (12) mit MD-Garnen (14) und CD-Garnen (16) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    - Verzwirnen von ersten Multifilamenten aus einem ersten Material und zweiten Multifilamenten aus einem zweiten Material, um wenigstens einige der MD-Garne (14) zu bilden, wobei das erste Material eine höhere Zugfestigkeit und eine höherer Schmelztemperatur als das zweite Material aufweist,
    - Wärmebehandeln der MD-Garne (14) bei einer Temperatur, die zwischen der Schmelztemperatur des zweiten Materials und der Schmelztemperatur des ersten Materials liegt, so dass das zumindest teilweise aufgeschmolzene zweite Material nach dem Abkühlen eine Matrix bildet, in der die ersten Multifilamente aus dem ersten Material eingebettet sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt der Wärmebehandlung die MD-Garne (14) mit CD-Garnen (16) zur Erstellung des Grundgewebes (12) verwoben werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Verzwirnens zwei Teilschritte umfasst, nämlich:
    - Vorverzwirnen von ersten Multifilamenten mit zweiten Multifilamenten in einer ersten Drehrichtung und
    - Endverzwirnen mehrerer auf diese Weise entstandener Vorzwirne (14.1) in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Drehrichtung.
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